《矿物绝缘油与变压器材料相容性测定方法（编制说明）》

摘要

本报告是对行业标准《矿物绝缘油与变压器材料相容性测定方法》制定编制过程的详

细说明。

关键词：矿物绝缘油变压器材料相容性

矿物绝缘油与变压器材料相容性测定方法

（征求意见稿）(编制说明)

1.任务来源

本标准是根据国能科技[2016]238号文《国家能源局关于下达2016年能源领域行

业标准制（修）订计划的通知》的要求制定《矿物绝缘油与变压器材料相容性测定方

法》行业标准，计划编号能源20160437。本标准由广东电网有限责任公司电力科学研

究院、西安热工研究院有限公司、国网湖南电力科学研究院、国网浙江电力科学研究

院等负责制定。本标准由全国电气化学标准化技术委员会（TC322）归口。

2.制定过程

2016年国能科技[2016]238号文下达了制定《矿物绝缘油与变压器材料相容性测定

方法》的行业标准任务后，首先由广东电网有限责任公司电力科学研究院查询相关资

料、调研，确定制定方案，同时成立了标准编制小组。

2017年1月，广东电科院从变压器生产厂家收集了生产变压器的典型材料，参考

ASTMD3511-11《构造材料同矿物绝缘油相容性的标准试验方法》，将变压器内部各种

典型材料按照一定比例放入矿物绝缘油中，在100℃连续老化164h后测定材料和绝缘

油的各项性能，并通过实验结果评判是否相容。试验表明测定结果符合ASTMD3511-11

相关规定，证明标准切实可行。

2017年3月广东电科院在试验成功基础上编制完成标准初稿，并发送给标准编制

参与单位和相关单位征求意见。西安热工研究院有限公司、国网湖南电力科学研究院、

国网浙江电力科学研究院、中国电力科学研究院、中石化润滑油上海分公司、中鹏电

气等先后反馈了意见和建议。广东电科院进行修改后于2017年月7月形成征求意见稿

并上报全国电气化学标准化技术委员会。

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3.制定本标准的意义及原则

油浸式变压器是一个由多种材料和矿物绝缘油组成的综合系统，矿物绝缘油作为一

种液体绝缘介质，与设备中的绝缘纸、硅钢片、层压木、铜导线等固体材料配合使用，

使设备得到可靠的电气绝缘，保证设备长期安全可靠运行，因此变压器使用的矿物绝

缘油必须与材料有优良的相容性，不会造成电气、物理或化学性能的恶化，不会影响

整个绝缘性能，造成早期损坏或缩短变压器寿命。

近年来陆续发生有变压器油与材料不相容造成的故障，比较典型的有变压器油溶解

材料表面油漆造成介损升高、变压器油含腐蚀性硫腐蚀铜导线、变压器金属材料导致

绝缘油脱氢、变压器油侵蚀绝缘纸等。基于此，目前国内外变压器制造厂在设计生产

前都会开展矿物绝缘油与变压器制造材料相容性测定来保证设备运行安全性，各大绝

缘油生产厂家也会运用矿物绝缘油与变压器制造材料相容性测定实验来评定产品性能。

国外对变压器矿物绝缘油与材料相容性有标准要求，对应的标准方法为ASTM

D3455-11，而目前国内还没有相应的标准，因此急需建立矿物绝缘油与变压器材料相

容性实验方法，确保变压器长期安全可靠运行。本标准征求意见稿是结合国际标准

ASTMD3511-11和试验实际情况，研究了矿物绝缘油与变压器材料相容性的测定。本

标准的制定能有效地测定矿物绝缘油与变压器材料相容性，及时发现问题，找到解决

问题的方法，延长变压器安全稳定运行的时间。

本标准制定原则如下：

1）应结合目前的技术现状，充分吸收技术发展成果及国外先进经验，体现技术的

进步；

2）测试方法规定应具体，可操作性强；

3）编写格式应符合《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》GB/T1.1

-2009的要求。

4.标准的主要内容

4.1标准的适用范围

本标准规定了矿物绝缘油与变压器材料相容性测定方法。

本标准适用于对矿物绝缘油与变压器材料相容性情况进行评价，电气设备用合成

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油、植物油与电气设备构造材料的相容性评价可参照该方法。

4.2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期

的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）

适用于本文件。

GB/T264石油产品酸值测定法NB/SH/T0836绝缘油酸值的测定自动电位滴定法

GB/T507绝缘油击穿电压测定法

GB/T5654液体绝缘材料相对电容率、介质损耗因数和直流电阻率的测量

GB/T6540石油产品颜色测定法

GB/T6541石油产品油对水界面张力测定法(圆环法)

GBT7595运行中变压器油质量标准

GB/T28552变压器油、汽轮机油酸值测定法（BTB法）

4.3方法概要及原理

考察空白油样与加有绝缘材料油样在100℃±1℃的条件下老化164h后，油样和绝

缘材料的主要性能指标的差异情况，来测定矿物绝缘油与变压器材料的相容性。

4.4试验设备和材料

烘箱：强制送风，温度可调节至100℃±1℃。

干燥烘箱：温度可调节至105℃±5℃,干燥纸类材料时建议通氮或采用真空干燥

箱。

玻璃容器：容量1L，配有玻璃或铝箔等适用材料的盖子。

万能试验机：用于测试试验材料的拉伸强度。

硬度计：用于测试试验材料的硬度。

千分尺和游标卡尺：用于测试试验材料的尺寸变化。

分析天平：用于测试试验材料的重量变化。

4.5待测样品的准备

4.5.1准备三种油样，油样1为加氢变压器油，油样2为国外某典型环烷基变压器油，

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油样3为国内某典型环烷基变压器油。

4.5.2用于试验的变压器内部典型材料如表1和图1所示。

表1用于试验的变压器内部典型材料

材料量来源备注

层压木7g内蒙古阿里河华洋

耐油橡胶4g西安向阳航天材料股厚6mm

环氧玻璃布板2g广州生兴绝缘材料阴有限公司

环氧玻璃布干胶带2g广州生兴绝缘材料阴有限公司

涂漆硅钢片250cm2新日铁1611漆

邮箱内漆膜16cm2广州斯来富精细化工有限公司1032涂在铁片

上

酚醛清漆4cm2广州斯来富精细化工有限公司涂在纸板上

PVA胶膜4cm2涂在纸板上

紫铜片12×50mm金杯电工1片

乳白胶4cm2涂在纸板上

绝缘纸板泰州魏德曼

电缆纸玖龙浆纸有限公司

图1变压器内部典型材料

4.6测试步骤

4.6.1将表1所列的变压器内部各种典型材料在105±5℃恒温干燥烘箱中预干燥16h。

4.6.2从烘箱中取出干燥后的材料，将其置于800mL经检验合格的新绝缘油中。向油

中通入干燥氮气约10分钟后，用铝箔密封。

4.6.3另单独准备800mL新油作为测试的空白样,向油中通入干燥氮气约10分钟后，用

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铝箔密封。

4.6.4如图2所示，将密封好的烧杯（包括试验油样和空白油样）置于烘箱中，在100

±1℃温度下连续老化164h。

4.6.5老化结束后，将烧杯从烘箱中取出并冷却至室温，用干净的镊子从油中取出试

样，放在洁净干燥的吸油纸上，迅速合拢吸油纸并轻轻擦去表面的油后，立即用镊子

转入已恒重的称量瓶中并马上盖紧瓶盖，观察颜色，并测试尺寸、硬度、拉伸强度、

质量等任何所需的测试。

4.6.6如图3所示，对老化后的油试样进行下列试验：

4.6.6.1表面张力：GB/T6541石油产品油对水界面张力测定法(圆环法)；

4.6.6.2酸值：GB/T264石油产品酸值测定法；

4.6.6.3击穿电压：GB/T507绝缘油击穿电压测定法；

4.6.6.4介质损耗因数：GB/T5654液体绝缘材料相对电容率、介质损耗因数和直流电

阻率的测量；

4.6.6.5颜色：GB/T6540石油产品颜色测定法。

图2棕色老化瓶

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图3老化后待测试油样

5结果评价

5.1标准主要验证情况

其测定结果见表2、图4至图7。

表2老化后油样性能

酸值界面张力介质损耗因击穿电

项目色度/号

/mgKOH·g/mN·m-1数(90℃)压/kV

ASTMD3455指标≯0.03≮38≯0.011≮28≯0.5

油样1空白油0.00949.10.000460＜0.5

试验油0.02245.60.000859.3＜0.5

油样2空白油0.00642.90.001160＜0.5

试验油0.02039.20.001555.3＜0.5

油样3空白油0.00747.10.000460＜0.5

试验油0.01841.40.000959.8＜0.5

由表2和图4至图7可知，经试验后三种变压器油的空白油样和加有综合绝缘材

料的油样的几种性能均能满足ASTMD3455-11的要求。

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图4酸值测试结果

图5界面张力测试结果

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图6介质损耗因数测试结果

图7击穿电压测试结果

5.2验证案例

某变压器有限公司生产的110kV主变（SZ11-63000/110型主变）投运后绝缘电阻严

重下降，超出南网预试规程“绝缘电阻换算至同一温度下，与前一次测试结果相比应

无显著变化，一般不低于上次值的70%”的要求，查找原因确认为当时使用的常州迪

利生产的油漆，尤其是散热器使用的铁红内壁漆与克拉玛依环烷基变压器油严重不相

容所致，严重的危害了设备的安全稳定运行。

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参照ASTMD3455-2011标准进行了变压器油与变压器内壁漆的相容性试验。选用两

种典型变压器油进行对比试验，分别是中石油克拉玛依环烷基变压器油和中石化石蜡

基加氢变压器油。设置试验6组，如表3所示。在100℃条件下老化164h后，对样品

进行了相关项目的检测。检测结果如表4所示。

表3变压器内壁漆与变压器油相容性试验及检测项目

编号内容检测项目

1克拉玛依油与铁红内壁漆

2加氢油与铁红内壁漆

击穿电压、介损、体积电

3克拉玛依油与天蓝内壁漆

阻率、色度、酸值、界面张

4加氢油与天蓝内壁漆

力

5克拉玛依油空白

6加氢油空白

表4变压器内壁漆与变压器油相容性试验后油样检测结果

击穿电压介损界面张力酸值

编号色度

kV（90℃）25℃mN/mmgKOH/g

标准要求≥28≤0.011≥38